CORPO DE BOMBEIRO MILITAR DO DISTRITO FEDERAL
DIRETORIA DE ENSINO E INSTRUÇÃO
CENTRO DE ASSISTÊNCIA AO ENSINO
COLÉGIO MILITAR DOM PEDRO II
CAPÍTULO 57
A energia e os ecossistemas
Cadeia alimentar é uma seqüência de alimentação de uma comunidade
em um dado local, que encerra com a ação dos decompositores.
Classificação dos membros de uma cadeia alimentar:
- Organismos produtores: (... de alimentos): sintetizam seu alimento
continuamente a partir de elementos do meio ambiente. São os seres
autótrofos que constituem a base da cadeia alimentar, pois estes, a partir de
substâncias inorgânicas produzem substâncias orgânicas energéticas através
dos processos de:
- Fotossíntese: processo dependente de luz em que o gás carbônico e a água
são reagentes e glicose e oxigênio são produtos (endotérmica). Em algas
eucariontes e vegetais, a fotossíntese ocorre em um organóide intracelular, o
cloroplasto. No cloroplasto, a fotossíntese ocorre durante as horas em que há
luz. E os produtos da fotossíntese são usados pela célula ou convertidos em
dissacarídeos como a sacarose ( sacarose = glicose + frutose), este é
transportado através de vasos floemáticos para suprir as necessidades de
células não-fotossintetizantes do vegetal. Além disso, as sobras podem ser
armazenadas na forma de amido pra que sirva como fonte de açúcar para uso
futuro.
- Quimiossíntese: processo em que a energia utilizada na formação de
compostos orgânicos provém da oxidação de compostos inorgânicos
(hidrogênio, amônia, nitrito, sulfeto de hidrogênio, tissulfato, ferro e manganês),
a partir de gás carbônico e água. É realiza por algumas bactérias como:
Ex: Nitrobactérias:
Amônia + O2 → Nitrito + H2O + Energia
↓
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
- Organismos consumidores: são seres heterótrofos que obtém energia
direta ou indiretamente dos produtores. São ordenados na cadeia alimentar de
acordo com sua posição relativa ao produtor.
- Organismo decompositores: reciclam a matéria orgânica dos resíduos e
corpos sem vida de qualquer um dos componentes da cadeia alimentar.
Devolvendo ao ambiente nutrientes minerais.
- São organismos decompositores:
- Fungos: são organismos heterótrofos que obtém seus alimentos por
absorção de nutrientes do meio ( produzem enzimas e as liberam para fora de
seus corpos, eles degradam moléculas orgânicas grandes em pequenas que
absorvidas).
Os fungos decompositores são saprófagos ou saprofágicos (“comem o
podre”), responsáveis pelo apodrecimento dos alimentos, madeiras (...)
provocando prejuízos.
- Bactérias: utilizam parte da matéria orgânica morta para sua alimentação,
outra parte é devolvida para o ambiente, onde é fundamental para o
desenvolvimento dos organismos produtores.
PRODUTORES →
CONSUMIDORES
(Diz-se: primário, ou de
→
DECOMPOSITORES
1º ordem, ou ocupa o
2º nível trófico)
↔ Os níveis tróficos da cadeia alimentar são constituídos pelas diversas
categorias de organismos de uma cadeia alimentar, caracterizados por seu tipo
de alimentação.
OBS:
Cadeias Alimentares na ausência de luz:
O sol é a grande fonte de energia para o planeta. Mas podemos
encontrar cadeias alimentares em:
- Regiões marítimas de grande profundidade:
A fossa mais profunda é a das Ilhas Marianas com 1122m, onde desceu
um batiscafo tripulado até 10916m, em 1960.
Em 1979, Mayol desceu a 110m (mergulho livre).
As cadeias alimentares em grandes profundidades são sustentadas por
bactérias quimiossintezantes que vivem associadas simbioticamente
(mutualistas) a vermes e mexilhões.
- Cavernas:
Possuem baixa biodiversidade. Os seres neste habitat sobrevivem de
matéria orgânica trazida pela água ou por animais (morcegos, aracnídeos,
insetos).
Guano, adubo orgânico provenientes da decomposição de excrementos
e corpos de aves e morcegos. Inúmeros organismos, principalmente
artrópodes, alimentam-se de guano e são predados por peixes, aranhas e
percevejos.
- Teia ou rede alimentar:
Animais especialistas: alimentam-se apenas de uma fonte nutricional
Ex: Baleia – Krill (zooplâncton);
Animais generalistas: alimentam-se de várias fontes nutricionais.
Ex: Lobo-guará – onívoro.
O hábito generalista impões a união entre duas cadeias alimentares
diferentes bem como isso acontece quando um animal, ou mesmo o produtor,
serve de alimento há mais de um consumidor.
A interrelação de várias cadeias alimentares diferentes define uma teia
ou rede alimentar.
* Em uma cadeia alimentar, cada organismo ocupa apenas um nível trófico
* Em uma teia alimentar, um organismo pode ocupar mais de um nível trófico.
OBS: Magnificação trófica: quando substância pouco solúveis em
água, mas solúveis em gordura, como o DDT (diclorodifeniltricloroetano) é
ingerida por um ser vivo, seu efeito é intensificado a medida que se avança na
cadeia alimentar, pois um animal se alimenta do outro sem que nenhum deles
consiga eliminar o produto.
· O fluxo de energia nos ecossistemas:
Quando herbívoros se alimentam, apenas 20 a 60% do que ingerem é
absorvido e servirá para ser “queimado” em processos metabólicos e para
adquirir biomassa, o restante é eliminado com as fezes.
Quando esse herbívoro for ingerido por um carnívoro este assimilará de
50 a 90% do que ingeriu.
- A respiração é proporcionalmente maior em organismo heterótrofos (gastam
mais);
- A relação entre energia utilizada e não utilizada é diferente entre os
produtores e os consumidores ( mais utilizada nos consumidores);
- A baixa eficiência das trocas energéticas entre os diferentes níveis tróficos.
A energia, ao contrário da matéria, não é reciclável. Diz-se então que a
energia tem fluxo unidirecional, do produtor para o último consumidor, sempre
diminuindo.
·
Produtividade nos seres vivos:
É a capacidade de produção energética de um organismo produtor.
- Produtividade primária bruta (PPB): é a quantidade de energia fixada, seja por
fotossíntese ou quimiossíntese;
·
Produtividade primária líquida (PPL):
Total de energia fixada em uma comunidade pelos produtores menos a
parte consumida para suas funções vitais.
PPL = PPB – respiração
A PPL traduz o quanto de matéria orgânica está disponível para
sustentar as cadeias alimentares.
O PPL é basicamente o saldo energético dos organismos
fotossintetizantes que foi transformado em biomassa e está disponível para o
2º nível trófico (herbívoros).
Ambiente
Regiões Abissais
Deserto
Tundra
Floresta Tropical
Produção (g/m2/ano)
Menor que 36
36 a 183
183 a1095
1095 a 3650
Do alimento que os herbívoros ingerem, parte é eliminada por meio das
fezes e da urina, parte é utilizada na respiração e parte é liberada na forma de
calor.
O que resta é incorporado aos tecidos do organismo. Essa matéria
incorporada é o que está disponível para o nível trófico seguinte (produção
secundária).
OBS: Cadeias Alimentares e as leis da termodinâmica:
- A 1º lei da termodinâmica ou lei da conservação de energia diz que “a energia
não pode ser criada nem destruída, podendo ser transformada de um tipo em
outro.
- Na cadeia alimentar, seus componentes obtém energia química (do alimento)
para a realização de trabalho para mantê-lo vivo e “parte dela será perdida
para o meio, sob a forma de calor” 2º lei da termodinâmica.
·
Pirâmides ecológicas:
Formas de representação gráfica das cadeias alimentares.
- Pirâmide de número de indivíduos em cada nível trófico.
Não representa adequadamente e quantidade de matéria orgânica
existente nos diversos níveis tróficos. Considera apenas o número de
indivíduos, ignorando seu tamanho.
- Pirâmide de Biomassa:
A biomassa é expressa pela quantidade de matéria orgânica por unidade
de área.
OBS: Para calcular a biomassa:
Determinamos uma área (p. ex: 1m2) e coletamos toda a vegetação,
como há muita água e esta não é usada como fonte de energia, coloca-se na
estufa para secar, obtendo assim, o peso seco. A biomassa é expressa em
g/m2 o kg/m2.
- Pirâmide de energia:
Representa a energia presente em cada nível trófico.
A pirâmide de energia sempre se apresenta da mesma forma base larga
e progressivamente estreitada até o ápice.
O padrão se justifica pelo fato da energia disponível para o próximo nível
trófico sempre ser menor que a do nível anterior.
RESUMO DO CAPÍTULO 58
· Dinâmica de populações ou demoecologia: descreve a abundância
das diversas espécies e procura a causa de suas variações.
· População: é o conjunto de indivíduos da mesma espécie que vive no
mesmo lugar ao mesmo tempo.
O tamanho de uma população é reflexo de seu grau de sucesso.
Para que possam ser determinadas políticas preservacionistas (proteger
e garantir total inviolabilidade para a região) e conservacionistas (a área pode
ser explorada de forma racional e sustentável), além de controlar o tamanho de
populações que possam oferecer algum mal aos seres humanos (como vetores
de doenças) é necessário observar para reconhecer e quantificar a ação de
diversos fatores sobre o número de indivíduos da população.
·
Densidade populacional = nº de indivíduos
Área ou volume
Exemplo: Qual a densidade populacional de uma população de 8 indivíduos
que vivem num dentro de uma área de 0,4 x 1,6 km2
- Medições periódicas da densidade são relevantes para o estudo de uma
população. Com base nelas, pode-se ter uma avaliação sobre o presente e
o futuro da espécie.
· Métodos de contagem:
1) Método de contagem direta ou total:
Trata-se de um censo. Contagem feita um – a – um. Utilizada para seres
humanos, gado bovino e algumas aves.
2) Métodos de amostragem:
a) Método dos quadrados:
Conta-se os indivíduos em vários quadrados de área conhecida. Depois;
faz-se a média aritmética deles (cálculo da densidade) e extrapola-se
para a área total.
Exemplo: Para estimar a população de Cariocar brasiliensis (pequi) em
uma área de Cerrado de 15 hectares (1 hectare = 10 000 m2), marcou-se
6 quadrados de lado 10m. Contou-se respectivamente nos quadrados:
QUADRADOS
1
2
3
4
5
6
INDIVÍDUOS
12
14
6
10
15
15
Qual o tamanho estimado da população?
Para que o método dos quadrados seja confiável deve-se:
· A população dentro dos quadrados deve ser contada com precisão;
· A área de cada quadrado deve ser medida com precisão;
· Os quadrados devem ser marcados aleatoriamente.
b) Método de captura e recaptura:
P = Captura x Total
Recaptura
P = Tamanho da população;
Captura = número de indivíduos coletados e marcados na primeira visita;
Total = número total de indivíduos coletados para análise na segunda visita;
Recaptura = número de indivíduos marcados coletados na segunda visita.
Exemplo: No final de semana dos dias 19 e 20 de agosto, um grupo de 3
biólogos coletou lagartos da espécie Tropidurus torquattus em uma área de
cerrado. Cada indivíduo recebeu uma pequena marca de esmalte na cabeça.
Durante o trabalho de marcação, 36 indivíduos foram devidamente
identificados com a marca de esmalte.
No final de semana seguinte (dias 26 e 27 de agosto), o mesmo grupo
voltou na mesma área e coletou 45 lagartos, dos quais 24 estavam marcados,
com base nesses dados, qual é a estimativa do tamanho da população de
lagartos na área pesquisada?
P = 36 x 45 = 63 indivíduos
24
Nesse método devem ser tomadas alguns cuidados como:
· A marca nos animais não deve expô-los aos predadores, pois isso
poderá influenciar nos resultados;
· Deve-se certificar que as marcas não desaparecerão até a segunda
coleta.
·
O potencial biótico:
É a capacidade de reprodução (crescimento) de uma espécie.
Independente da taxa de sobrevivência dos recém-nascidos.
Exemplo: Uma fêmea de sapo tem capacidade de colocar 20000 ovos.
Esse é seu potencial biótico. Não importa se apenas 2 ou 3% dos ovos
atingirão a fase adulta.
· Resistência do meio:
Fatores bióticos e abióticos que atuam sobre a populações em
todos os momentos de suas vidas, como predatismo, competição,
parasitismo, disponibilidade de alimentos, de abrigo, a
temperatura, o vento, a disponibilidade de sais minerais no solo.
·
O crescimento real:
Resulta da interação entre seu potencial biótico (isto é, sua
capacidade de crescer) e a resistência imposta pelo hábitat onde
ele vive.
Sucessão ecológica
É toda mudança gradativa física, química e biológica de uma região que
quase sempre culmina com uma comunidade estável denominada clímax.
· Tipos de sucessão:
- Sucessão primária: ocorre em áreas recém-formadas e nunca antes
habitadas. São os casos da ilha Krakatau e a sucessão na rocha nua, que é um
ambiente hostil com pouca água e nutrientes, onde esquenta muito e esfria
muito.
Os liquens toleram bem esta situação adversa e sua forma de fixação
não envolve raízes, apenas fixa-se à pedra, sobrevivendo pela atividade
fotossintética e usando poucos nutrientes, ar, água e luz.
À medida em que proliferam liberam substâncias ácidas que corroem a
pedra. Seus fragmentos vão se acumulando e formando um solo fixo onde
fixam-se vegetais com sistemas radiculares não muito profundos, como
musgos, samambaias e gramínea. Mas estes morrem e os decompositores tem
condição de sobrevivência permitindo o surgimento de mais sais minerais no
solo.
* Exemplo: A ilha de krakatoa, no pacífico, sofreu uma das mais
destrutivas ações vulcânicas. Numa segunda-feira, às 10 horas e 2 minutos do
dia 27 de agosto de 1883. A explosão equivalente à de uma bomba nuclear
criou uma cratera no centro da ilha e a abertura foi preenchida pela água do
mar (caldeira). O magma foi lançado a 5km de altura. Formou-se uma onda
gigante (tsunami) de 40m de altura que destruiu 165 velas, com 36.417 mortos
e milhares de feridos.
A ilha ficou coberta de lama e estéril de vida, nove meses depois uma
expedição encontrou um indivíduo uma aranha microscópica. Mas 50 anos
depois, havia muitas espécies de animais e vegetais na ilha, já instaladas e
formando um conjunto de interações ecológicas de razoável complexidade.
A recolonização se deu graças a migração de espécies de ilhas vizinhas
mesmo que estivessem distantes 40 km da ilha destruída.
- Sucessão secundária: Ocorre em áreas com ocupação prévia de algumas
espécies. Por exemplo, em terreno abandonado por um agricultor, um terreno
após uma queimada ou um clareira aberta em uma floresta devido à queda de
uma árvore.
* Estágios da sucessão:
a) ECESIS: é a primeira etapa da sucessão, onde ocorre a colonização da área
por espécies pioneiras com grande capacidade de sobrevivência, mais que são
eliminadas à medida que a sucessão vai se desenrolando ( liquens, musgos,
gramíneas).
b) SERE (ou estágio geral): corresponde a toda seqüência sucessional entre o
estágio inicial e o final da sucessão. Cada comunidade que vai surgindo
durante a sucessão.
c) CLÍMAX: é a maturidade da sucessão, o estágio final de uma sucessão
ecológica. A comunidade clímax apresenta grande estabilidade e é autosustentável energeticamente, ou seja, toda energia produzida é consumida
pela própria comunidade.
A comunidade clímax apresenta:
* biomassa máxima;
* biodiversidade máxima;
* produção igual ao consumo;
* número máximo de nichos ecológicos;
* maior complexidade de teias alimentares.
- BIOMAS:
·
·
Biosfera: toda a parte do planeta onde há vida;
Biociclos: são as grandes divisões da biosfera;
- Epinociclo: conjunto dos ecossistemas terrestres,
- Talassociclo: conjunto dos ecossistemas marinhos,
- Limnociclo: conjunto dos ecossistemas de água doce (
dulcícolas).
* Biócoros: o epinociclo divide-se em 4 biócoros básicos, classificados e
denominados de acordo com sua composição florística:
- Florestas: tropical, taiga ou de coníferas e temperada ou
caducifólia;
- Tundra: ártice (grandes latitudes) e alpina (grandes altitudes)
- Campos: estepes e savanas;
- Desertos.
* Biomas: comunidades com características particulares que compõem os
biócoros.
Esses grandes ecossistemas são constituídos por comunidades que
atingiram o estágio-clímax.
Tem aspecto homogêneo e condições climáticas semelhantes em toda
sua extensão territorial.
O estágio-clímax depende da latitude, da temperatura, do relevo, do
regime de chuvas e do tipo de solo.
Ecossistemas aquáticos
1 – Limnociclo: conjunto de ecossistemas de água doce (lagos, pântanos,
rios...). Corresponde a 1% da água do planeta.
* Divide-se em:
a) Águas lênticas: lagoas, lagos, represas, poças d’água e pântano, onde a
água fica aparentemente parada, mas está em constante renovação.
Áreas extensas de águas lênticas, como um grande lago podem
apresentar 3 regiões ou zonas:
1 – Zona litorânea: próxima das margens, de pouca profundidade, muitos
vegetais fixos no fundo com ou sem partes flutuantes e muitas espécies
animais:
2 – Zona límnica: rica em fito, zooplâncton e peixes. Engloba desde a área
superficial do lago até onde haja penetração de luz; plâncton, necton e
bentos (ou bênton), com as mesmas características dos seus
correspondentes marinhos.
3- Zona profunda: região sem a presença de luz e sem vegetais
fotossitetizantes. Com animais de fundo que se alimentam de detritos e
decompositores.
Curiosidade: Existem alguns lagos, em regiões temperadas, cuja
variação de temperatura nas águas provoca uma certa circulação. Como a
água fria é mais densa que a água quente, as massas de água mais fria
permanecem no fundo até atingirem 4ºC e entram em ponto de
solidificação, quando se torna gela passa a flutuar. Dessa forma, pode-se
dizer que o congelamento de um lago começa na superfície. No verão há
menos movimento pois a água aquecida pelo sol permanece nas camadas
superiores.
No outono, com o rápido resfriamento das águas superficiais, há uma
reviravolta, com a oxigenação das profundezas e a subida da matéria
orgânica antes estacionada no fundo.
b) Águas lóticas: formadas por rios, riachos e corredeiras, nas quais a água
se desloca rapidamente permitindo boa oxigenação e riqueza em nutrientes
inorgânicas trazidos pelo assoreamento. Está sempre recebendo material
dos ecossistemas vizinhos e é bastante frágil, sendo observaod
desequilíbrio ecológico quando ocorre despejo de esgotos ou de
agrotóxicos.
Não contém um plâncton bem definido, com a correnteza esse tipo de
ser vivo seria arrastado e morreria. Podem ser encontradas plantas e
animais adaptados à correnteza como algas, musgos presos a rochas,
moluscos sob pedras, larvas de insetos e peixes.
- Classificação dos seres vivos no limnociclo e talassociclo:
* Plâncton: vivem em suspensão na água, sendo carregados pelas ondas e
correntes, mesmo apresentado movimentos próprios.
O plâncton está na base da cadeia alimentar. Animais marinhos
filtradores como ostras e peixes alimentam-se de plâncton. Em média são
encontradas 500 mil células por litro de água, podendo chegar a 20 milhões.
O plâncton agrupa-se em:
- Fitoplâncton: algas fotossintetizantes;
- Zooplâncton: ovos, larvas e organismos heterótrofos;
* Nécton : organismos capazes de nadar ativamente, conseguindo superar
as correntes marinhas, como os peixes, mamíferos e lulas;
* Bentos (ou bênton): vivem no fundo de mares e lagos, podendo ser
sésseis/fixos (corais) ou de vida livre (peixes, caranguejos, estrelas-domar).
2- Talassociclo: ocupa cerca de 70% do planeta (mares, oceanos).
a) Características gerais:
* Solenidade média = 35 g de sal por litro de água;
* Ocorrem duas marés altas por dia;
* Correntes marinhas são responsáveis pelo movimento de nutrientes;
* Variações de temperatura menores que na terra (retém muito calor e libera
lentamente)
* O mar é caracterizado por apresentar um domínio bentônico
(representado pelo fundo do mar) e um domínio pelágico (corresponde às
massas de água).
b) A penetração de luz na água do mar permite classificar os oceanos em:
* Zona fótica: entre 0 e 200m de profundidade, é iluminada e concentra os
organismos produtores;
* Zona afótica: sua fauna é constituída apenas por predadores e
saprofágicos sustentados pela matéria orgânica vinda da superfície.
c) As principais zonas oceânicas: